电能计量采集系统的应用与实现研究

陈锡勋

摘要：作为一种重要的自动化电力系统，电能计量采集系统十分复杂，它将集合主站系统，电能采集终端，电能表，辅助设备系统等多种功能和多个环节为一体，而在整个环节当中，用于主站和终端通信的采集软件是否能够做到稳定和实用，起着最为重要的作用，本文根据实际工作经验，介绍相应的电能计量采集系统的改造和硬件架构，并根据情况，介绍对此系统优化和改造的过程，使其真正符合电力生产的具体需要。

关键词：IEC102;电能计量采集;设计

一般来说，电能计量管理系统包含对计量点、在线计量设备、计量标准、计量法规法制、计量信息等问题的管理。随着科技的发展，电能采集系统的已经改变了原有的通过人工计算的传统方式，更好地对某地点电量进行相应的采集、计算和管理，提高电能核算的效率，但与此同时，我们在系统的设计和使用中，过分重视系统功能的多样性，便导致系统的稳定性有所降低，所以，这需要相关工作人员组织合理的设计和改造，使之满足相关单位的具体需要。

1 电能计量采集系统硬件问题简析

以前的采集系统架构相对古老，在经过重新改造后，采集系统架构发生了很大的变化，老式系统及其设备的运行，需要首先进行交换机的联系，在进行一段时间的日常运行后，十分容易和其它系统出现冲突，并发生数据库全线瘫痪、采集通道问题经常发生，在这种情况下，为了有效保证系统的稳定性和多功能性，第一次自动化的设计改造开始进行，这次改造的目的是将数据库系统和主站系统服务器的虚拟机有效相连，这就在功能上，相当于两套具有同样功能的系统同时运行，促进了运行的稳定性，并有效优化了网络的拓扑设置，通过防火墙，实现内部网和外部网的通信联系[1]。在第一次的系统设计和改造后，通道堵塞的问题被有效解决，系统的安全性被提升，并且因为两台服务器同时运行，如果一个服务器的数据库发生故障，对电能的计算也不会产生影响。

2 利用键盘模拟手段促进不同软件进行数据接口

2.1 软件接口

电能自动采集系统在产生和构建之前，单位都是利用人工进行相应的表格和核算系统利用，在自动采集系统产生后，可以使用主控室的现有的电脑采集数据进行计算，但是，由于核算系统和采集系统的非一体性 不是同一厂家生产，若不实现共享，那么电能计量采集系统的的功能就会受到很大影响。

因此，为了解决问题，需要进行采集系统和核算系统厂商之间的协商和沟通，一般来说，采集系统采集电能数据指后，将其存储在自身数据库当中，通过固定的数据结构模式，利用相应的计算软件，对相应的数据库数据进行定时采集和保存，在交班时间，从生产数据库中提取数据。这种过程由于其复杂性，容易导致计算错误，这对系统的精密性产生了巨大的挑战和问题，所以，为了保证系统的稳定和严密，需要进行几方系统的协调，避免系统的精確性的问题，解决系统的稳定性问题。

2.2 接口解决方案

为了减少中间的环节的影响，我们根据实际需要，进行了接口解决方案的使用和开发，这个方案相当于将人工完成的各项工作交给机器，其基础是不改变原有系统的功能和结构，这种类型的接口方案，一般是在原有的系统基础上对各个系统的数据进行协调共享，在不进行改动的前提下进行修改，其优点是简易、不改变原有设计和程序。

3 IEC102 规约角度的采集程序的应用

3.1 通信规约

在电能计量采集系统中，其最重要的数据传输工具为“电表数据传送到采集器”、“采集器数据传送到主站”，这都需要依靠通信规约。一般来说，厂家为了进行表计时维护，都是选择IEC102规约，所以，需要在自动化原则引导下，开发一个稳定、实用，并结合1EC102规约的软件采集系统，并将其和其他系统进行对接，这就是第二阶段的设计和改造[2]。

3.2 基于 IEC102规约的采集程序开发

从总体上说，主站和采集终端的通讯是在socket 协议基础上，利用IEC102规约实现的。在应用和改造中，需要对主站的程序和各类通信系统的具体工作情况进行了解，更好地保证主站和采集终端数据进行通信。

3.2.1socket 简介

socket的英文意思是“插座”，一般来说，在知道了终端采集器的IP和socket号码后，充分利用socket协议和各类的编程方法，就能够主站和采集终端的通信和连接。

3.2.2IEC102 规约简介

从1996年开始，IEC标准化协会基于电能累计量传输，颁布了IEC60870-5102国际标准，这套标准在非平衡传输规则的基础下，在具体的传输过程当中，在某一固定点下，数据传输所利用的帧格式一般是ft12异步字节传输格式。在本规约中，启动端为主站端，而终端位于计数站，始终为从动站，利用问答的方式实现主站对各终端的管理。

3.2.3采集软件的基本环节

每一个表都在采集终端中有个相互对应地址，一般来说，每条总线都能够连接一定数量的电能表数据，在采集终端内而表计都有固定而且相对应的的编号，采集终端不断地采集电表表码，并将采集好的电表表码编入相对应地址的缓存区，在预定的时间内，主站采集程序向终端下达采集每个地址缓存区中的二进制数据的命令。在此基础上，结合多线程技术，利用各种系统和程序来进行相应采集程序的编写，在运行主站程序的同时，连接各个采集终端，并发出采集命令，在指令得到回复之后，进行编码转换和数据校验，然后再发送一次采集的指令，以检测两次的结果是否相同，如果两次结果相同，那么可以这次采集的结果是正确有效的。一般来说，每个线程能够采集若干电能表，整个采集过程一般在一秒内就能够采集完成，并能将数据自动地保存到相应的数据库中，然后利用服务器进行数据的发表，并利用自动录入软件与核算系统进行对接。

结语

众所周知，电能计量采集系统的工作环节和工作原理十分复杂，对计量精度要求较高，所以，要在具体应用的前提下，进行设计和改造，本文根据实际经验，对企业电能计量采集系统进行有效地设计和改造，已经达到了良好地效果，实现了系统的稳定应用，有效地解决了电能计量采集系统的种种的问题。

参考文献

[1]胡千映. 电能计量采集系统的应用与实现研究[J]. 南方农机， 2019， 050（002）：222.

[2]张寒旭. 电量采集及计量系统自动化研究[J]. 轻松学电脑， 2019， 000（016）：P.1-1.

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